Введение к работе
В работе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований электроконтактного уплотнения порошковой бронзы, определены закономерности уплотнения и формирования материала, раскрыто влияние технологических параметров процесса на характер структуры и уровень его свойств
Актуальность темы. Эффективность методов порошковой металлургии должна обеспечиваться рациональным подбором технологии, соответствующей эксплуатационным требованиям, предъявляемым к детали
В конструкциях машин имеются детали, выполняющие функции регулирования, служащие вспомогательными звеньями размерных цепей и находящиеся в слабо- или средненагруженных условиях. Их работоспособность обеспечивается при остаточной пористости порошкового материала ~ 2-6 %. Для достижения такой степени уплотнения нецелесообразно применять как классическую технологию порошковой металлургии из-за необходимости приложения значительных усилий прессования, так и методы, основанные на горячей деформации пористой заготовки, состоящие из нескольких операций. Поэтому, достаточно перспективной представляется технология, позволяющая сформировать порошковый материал с низкой остаточной пористостью за одну технологическую операцию из исходного порошка, обладающего низкой прессуемо-стью. Технология электроконтактного уплотнения позволяет решить эту задачу благодаря совмещению деформационного и электротермического воздействия на уплотняемую шихту порошка.
Актуальность темы диссертации определяется возможностью прогнозирования структуры и свойств получаемого материала и экономической эффективностью применения технологии электроконтактного уплотнения, оптимизации технологических параметров, влияющих на качество изделий Реализация этой возможности определяет необходимость проведения специальных исследований, которые были осуществлены на кафедре «Технология машиностроения» ВИ(ф) ЮРГТУ (НПИ) Работа выполнена в соответствии с основным научным направлением ЮРГТУ «Проблемы создания порошковых и композиционных материалов, покрытий с заданными структурой и свойствами, технологии производства изделий из них» на 2006— 2010 гг по госбюджетной теме 1.8 05 «Разработка теоретических основ формирования перспективных функциональных материалов
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является повышение физико- механических и функциональных свойств материала на основе распыленного бронзового порошка при электроконтактном уплотнении за счет снижения пористости, концентрационной и структурной неоднородности
Исходя из этого, были поставлены следующие задачи:
1 Определить принципиальную возможность формирования порошковой бронзы методом электроконтактного уплотнения
-
Выявить закономерности уплотнения, структурообразования и межчас-тичного сращивания при формировании порошковой бронзы.
-
Провести теоретический анализ влияния параметров электроконтактного уплотнения на формирование материала из порошковой бронзы
-
Разработать рекомендации для промышленного использования электроконтактного уплотнения
Научная новизна. 1 В отличие от электроразрядного спекания (ЭРС), когда превалирующее влияние на структурообразование материала на основе распыленного порошка бронзы БрОФ 10-1 оказывает формирование жидкой фазы, в условиях электроконтактного уплотнения, проводимого при значениях давления прессования р=320-440 МПа и плотности тока 1=36-40 МА/м2 процессы уплотнения, деформации и межчастичного сращивания протекают преимущественно в твердой фазе, что обеспечивает возможность разрушения дендритных осей и снижение степени гетерогенности.
2. Установлено, что в отличие от электроимпульсного спекания (ЭИС), электроимпульсного прессования (ЭИП) и ЭРС, в которых формирование межчастичного сращивания связано с образованием и ростом межчастичных перешейков вследствие вязкого течения, переноса через газовую фазу и растекания жидкого металла по твердофазным поверхностям частиц, при электроконтактном уплотнении качественное межчастичное сращивание достигается в результате миграции межчастичной поверхности сращивания (МЧПС)
3 Предложена гипотеза, объясняющая необходимость повышения плотности тока при формировании материала с остаточной пористостью 2-6 % методом электроконтактного уплотнения с ранее установленного значения 25 МА/м2 в случае использования железного порошка до 36 МА/м2 для бронзового порошка большей энергией активации атомов в зоне сращивания, обусловленной различием энергии связи комплексов Си-О и Fe-O.
Практическая ценность работы. Основные положения настоящей работы могут быть применены для определения и оптимизации технологических параметров электроконтактного уплотнения при производстве деталей конструкционного и антифрикционного назначения. На основе проведенных исследований и выявленных закономерностей формирования порошкового материала методом элекгроконтактного уплотнения разработана технология изготовления порошковой детали «направляющая ножей» машины для разрезания пенопласта с остаточной пористостью в пределах 2 - 6 % Представлены схемы и определены режимы электроконтактного уплотнения, при которых улучшаются структура и свойства получаемого материала.
Реализация полученных результатов. Результаты исследований апробированы в условиях кафедры «Технология машиностроения» ВИ(ф) ЮРГТУ (НПИ). На их основе разработана технология изготовления направляющей ножей машины для разрезания пенопласта «6 — TWE» Опытная партия деталей успешно прошла испытания в производственных условиях на предприятии ООО «ТПФ Волго-Дон» г Волгодонск
Апробация результатов диссертации. Диссертация обсуждалась на кафедрах «Технология машиностроения» Волгодонского института и «Материаловедения и технологии материалов» Южно-Российского государственного технического университета
Материалы, составляющие основное содержание работы, докладывались на 5-й международных и всероссийских конференциях, в том числе. Пенза -2006; Минск - 2006; Новочеркасск- 2006
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, из них 5 в материалах международных, всероссийских и межвузовских конференций, 3 в рецензируемых российских журналах, 4 работы выполнены единолично. Общий объем опубликованных работ составляет 1,32 п. л.
Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы, приложений. Работа выполнена на 158 страницах машинописного текста, содержит 41 рисунок, 22 таблицы, список литературы из 120 источников.
